2016.2 - DCA

Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Departamento de Engenharia de Computação e
Automação
Comandos Elétricos
Heitor Medeiros Florencio
Comandos Elétricos na
Automação Industrial
 Conhecimentos de comandos elétricos são indispensáveis
para implantação de sistemas de automação na indústria.
 Painéis Elétricos são compostos por:
 Equipamentos de controle (ex.: CLPs);
 Componentes de proteção;
 Equipamentos de partida de motores.
Comandos Elétricos
 Comandos elétricos são esquemas de componentes elétricos
e eletrônicos que permitem automatizar o acionamento de
motores elétricos, evitando o manejo inadequado do usuário
e protegendo a máquina e o operador.
 Melhoram o conforto no manejo da máquinas, usando simples botões.
 A maioria das máquinas na indústria são acionadas por motores
elétricos.
 Compostos por dispositivos de proteção para motores e dispositivos
de comando, sinalização e auxiliares.
Componentes
 Dispositivos de proteção:
 Fusível;
 Relé de sobrecarga;
 Disjuntor motor;
 Dispositivos de comandos, sinalização e auxiliares:




Botoeira e chave;
Contator;
Relé de tempo;
Sinalizador;
Fusíveis
 Dispositivos de proteção conta curto-circuito (aumento brusco
da intensidade de corrente ocasionado por falha no sistema)
de utilização única: após sua atuação devem ser descartados.
Tipo D (Diazed)
Tipo NH
 Uso residencial e industrial.
 Pode ser de ação rápida ou
retarda.
 Recomendável para
corrente até 63A
 Uso exclusivamente
industrial.
 Pode ser de ação rápida ou
retarda.
 Corrente nominal até 1250A
Fusíveis
• Simbologia:
Relé
 O relé é um dispositivo utilizado para a proteção de circuitos
em relação a sobrecarga, e diferentemente em relação aos
fusíveis, que atuam uma única vez (queima do filamento), os
relés atuam diversas vezes durante a sua vida útil, ou seja,
eles atuam e não tem a necessidade de serem substituídos.
 Os relés utilizados comumente como dispositivos de
segurança podem ser do tipo Eletromagnéticos e Térmicos.
Relés de Proteção
 Relé Eletromagnético:
 Atuação baseada na ação eletromagnética
provocada pela circulação da corrente
elétrica numa bobina.
 Relé de mínima tensão;
 Relé de máxima corrente;
 Relé Térmico (relé de sobrecarga):
 Atuação baseada no princípio da
deformação de um bimetal quando ocorre
um aumento de temperatura devido ao
aumento da intensidade da corrente.
Relé de Sobrecarga
Disjuntor Motor
 Disjuntor é usado na proteção contra altas correntes com a
vantagem de poder ser religado várias vezes.
 Disjuntor motor é um dispositivo desenvolvido para a
proteção de motores contra curto-circuito e sobrecarga.
Possui ajuste na proteção de sobrecarga (térmico) para
melhor atuação no caso de sobrecarga.
Diagramas de Força
• Os dispositivos de proteção são
utilizados no diagrama de força para
proteger o motor no acionamento.
• Esquemas de comandos elétricos:
 Diagrama de força
 Diagrama de comando
Botoeiras
 As chaves manuais são os dispositivos de manobra mais
simples e de baixo custo para realizar o acionamento do
motor elétrico, podem acionar diretamente um motor ou
acionar a bobina de um contator.
 Chaves elétricas acionadas manualmente que apresentam,
geralmente, um contato aberto (NA; normalmente aberto) e
outro fechado (NF; normalmente fechado).
 O acionamento das botoeiras gera uma comutação nos
contatos:
– Contatos NF tornam-se abertos;
– Contatos NA tornam-se fechados.
Botoeiras
Botoeiras
• Simbologia:
Sinaleiros
 É um elemento de sinalização, cuja finalidade é alertar ao
operador as condições de funcionamento do circuito. Eles são
compostos por lente frontal, blocos porta lâmpada e contatos.
Contatores
 Definição 1:
É um dispositivo de manobra mecânica, acionado
magneticamente, que permite comandar grandes
intensidades de corrente, através de um circuito auxiliar de
baixa intensidade de corrente.
 Definição 2:
Chave de operação não manual, eletromagnética, que tem
uma única posição de repouso e é capaz de estabelecer,
conduzir e interromper correntes em condições normais do
circuito, inclusive sobrecargas no funcionamento.
Contatores
• Princípio similar ao relé!
• Consiste de um núcleo magnético, parte fixo e parte móvel,
excitado por uma bobina. Quando a bobina é energizada os
contatos (NA e NF) comutam suas posições.
Contatores
Nomenclatura de Contatos:
– Bobinas: são identificadas de forma alfanumérica com A1 e A2.
– Terminais do circuito principal (potência/força): devem ser
identificados por números unitários e por um sistema alfanumérico.
Contatores
Nomenclatura de Contatos:
– Terminais de contatos auxiliares: devem ser marcados ou
identificados nos diagramas, através de dois números, de modo que a
unidade representa a função do contato e a dezena representa a
sequência da numeração.
Relé de tempo
• São projetados para o controle de tempo de curta duração.
São utilizados na automação de máquinas e processos
industriais, especialmente em sequenciamento, interrupções
de comando e em chaves de partida.
• Relé temporizador!
Relé temporizador
Diagramas de Comando
• Diagramas/circuitos de comando utilizam dispositivos de
seccionamento, responsáveis por abrir e fechar circuitos, por
incluir ou retirar elementos.
Diagrama de força
Diagrama de comando
Diagrama de Comando
 Contato de Selo:
 Sempre ligado em paralelo com
o contato de fechamento da
botoeira.
 Responsável por manter a
corrente
circulando
pelo
contator, mesmo após o
operador ter retirado o dedo da
botoeira.
Diagrama de Comando
 Intertravamento:
 Evitar o funcionamento simultâneo de dois contatores.
Diagrama de Comando
 Associação de contatos/chaves:
Lógica E
Lógica OU
Diagrama de Comando
 Sensor:
Comandos Elétricos:
Simbologia
Comandos Elétricos:
Simbologia e Nomenclatura
• Nomenclatura – NBR 5280:
Partidas de Motores
Partidas de Motores
 Acionamento Convencional:
Conhecidos como partidas convencionais de motores, utilizam-se
de dispositivos eletromecânicos para o acionamento (partida) do
motor (ex. contatores eletromecânico, interruptores mecânicos,
etc.).
• Partida direta;
• Partida estrela-triângulo;
• Partida compensadora;
 Acionamento Eletrônico:
Conhecidos como partidas eletrônicas de motores, utilizam-se de
dispositivos eletrônicos que realizam o acionamento do motor (ex.
soft-starters , inversores de frequência, etc.).
Partida Direta
• O motor parte com valores de conjugado (torque) e corrente de
partida plenos, pois suas bobinas recebem tensão nominal.
• Consequências:
 Acentuada queda de tensão no sistema de alimentação da rede, o que
ocasiona interferências em equipamentos instalados no sistema;
 O sistema (cabos, contatores) deverá ser superdimensionado, elevando os
custos;
 Desobediência às normas vigentes que delimitam a queda de tensão da
rede.
 Restrições:
 A corrente de partida do motor deve ser bem inferior à da rede;
 As instalações elétricas devem ter capacidade para conduzir a corrente de
partida (tempo curto) e a corrente nominal (regime permanente);
 Os motores devem partir sem carga (a vazio). Somente depois de se ter
atingido a rotação nominal é que a carga poderá ser aplicada.
Partida Direta
Partida Direta
Partida Direta
Partida Direta
Partida Direta com
Reversão
Partida Estrela-Triângulo
 Para se evitar os problemas encontrados na Partida Direta,
pode‐se utilizar um sistema de partida com redução de
tensão e consequentemente redução da corrente. A Partida
Estrela‐Triângulo consiste na alimentação do motor com
redução de tensão nas bobinas durante a partida.
 No início da partida executa‐se a ligação estrela no motor
(apto a receber tensão de estrela UY), porém ele é
alimentado com tensão de triângulo (UΔ), ou seja, com a
tensão da rede.
 No instante em que o motor atinge aproximadamente 90% da
sua velocidade nominal é feito a comutação, passando o
motor a ser ligado em triângulo, assim as bobinas passam a
receber a tensão nominal.
Partida Estrela-Triângulo
 Requisitos:
 Os motores devem ser trifásicos, com duas tensões de ligação
(estrela e triângulo) e ter no mínimo 6 terminais.
• Ex: 220/380V, 380/660V, 440/760V;
 A tensão de alimentação deve corresponder à tensão de ligação
em triângulo do motor;
 Assim como na Partida Direta, os motores devem partir sem
carga (a vazio), porque na ligação em estrela ocorre também
uma redução no torque de partida, proporcional a redução da
corrente de partida.
Partida Estrela-Triângulo
Partida Estrela-Triângulo
Partida Estrela-Triângulo
Partida Estrela-Triângulo
Partida Estrela-Triângulo
Partida Estrela-Triângulo
Partida Estrela-Triângulo
Partida Estrela-Triângulo
Partida Estrela-Triângulo
Referências
• Oliveira, Clóvis B. M. “Acionamento e Comandos Elétricos”.
UFRN, 2012. Notas de aula.
• “Comandos Elétricos”. Clube do Técnico. Apostila.